Czy to jest odpowiedź na ograniczenia samochodu elektrycznego? Pierwsza jazda Mercedesem GLC zasilanym wodorem

Przemysł samochodowy nie traci wiary w napęd elektryczny, ale godzi się też z myślą, że nie będzie on cudowną odpowiedzią na wszystkie scenariusze. Rozwój akumulatorów niezmiennie idzie w ślamazarnym tempie i przez cały czas niewiele wskazuje na to, by miały one szanse sprawdzać się w użytku w dłuższych trasach. W czekającym na nas już za kilka lat świecie, w którym zostaną tylko samochody nie wypuszczające z rury wydechowej ani grama CO2, napęd elektryczny będzie świetnym rozwiązaniem dla modeli wykorzystywanych w miastach, ale co z jazdą po autostradach i bezdrożach z dala od gniazdek z prądem, co z samochodami użytkowymi i autobusami?

Gdyby tylko istniało jakieś magiczne rozwiązanie, które wykorzystywałoby do napędu paliwo dające się uzupełnić tak szybko jak w zwykłym samochodzie z silnikiem spalinowym, a przy tym nie emitowało żadnych spalin, tak jak auto elektryczne... O dziwo, taka technologia już istnieje i są rynki, na których jest już dostępna dla zwykłych kierowców. To ogniwa paliwowe, które generują energię elektrochemiczną w wyniku połączenia zmagazynowanego w baku wodoru z tlenem dopompowanym przez turbosprężarkę.

W ten sposób, w zupełnie niepozornym z wyglądu ogniwie (płytki złożone w całość w prostopadłościennej skrzynce) dochodzi do chemicznej reakcji wiązania cząsteczek wody, czemu towarzyszy wytwarzanie energii. Ostatecznym owocem takiego połączenia jest więc prąd stały (z pomocą przetwornicy zmieniany następnie w prąd zmienny) i zwykła para wodna, emitowana przez rurę wydechową w miejsce szkodliwych spalin. Więcej o zasadzie działania ogniw paliwowych pisaliśmy już wcześniej.

Czemu więc rozwiązanie to nie wyparło jeszcze zwykłych silników spalinowych? Na drodze ku temu stoi jeszcze wiele przeszkód. Do normalnej eksploatacji potrzebna jest budowa kolejnej infrastruktury dystrybucyjnej (po tej już istniejącej dla paliw kopalnych oraz teraz rozwijanej sieci ładowarek elektrycznych), w której będzie można w bezpieczny sposób przechowywać i tankować wodór, którego główną właściwością jest przecież to, że łatwo wybucha. Na tę chwilę rozwiązanie to nie przynosi też przełomu w zakresie kosztów jazdy czy ograniczania emisji CO2 w wymiarze globalnym. Obecne technologie uzyskania wodoru na użytek przemysłowy nie pozostają bez negatywnego wpływu na środowisko, a przejechanie stu kilometrów samochodem napędzanym ogniwami wodorowymi kosztuje w Niemczech około 10 euro – przy niektórych samochodach na olej napędowy jazda może być więc tańsza. Do tego te z ogniwami wodorowymi są od nich póki co znacznie droższe.

Te wyzwania nie zniechęcają jednak części producentów samochodów, którzy upatrują się w tym rozwiązaniu wymiernych korzyści wizerunkowych i rynkowych. Ta determinacja doprowadziła nawet do niezwykłego sojuszu obejmującego między innymi General Motors, Toyotę, Hyundaia, Hondę, koncern Daimlera i chińskie Great Wall, w ramach którego powstała organizacja mająca na celu wspieranie napędu wodorowego nie tylko od strony technologii, ale i współpracy z politykami i koncernami paliwowymi.

Inicjatywa ta przynosi realne efekty: u naszych zachodnich sąsiadów już teraz funkcjonuje na terenie całego kraju 45 stacji z wodorem, a do 2023 roku ma powstać 355 kolejnych. Tymczasem w Japonii i USA na rynku samochodów z ogniwami paliwowymi normalnie funkcjonuje już parę pozycji, wśród których najpopularniejsze sprzedają się w liczbie około trzech tysięcy sztuk rocznie. Najbliższe lata mają należeć właśnie do napędu ogniw paliwowych: według niezależnych prognoz, już za siedem lat w ten sposób będzie napędzany co czwarty samochód wyjeżdżający z salonu.

Nawet jeśli na tej technologii nie da się jeszcze zarobić, to istnieją jednak już przesłanki do tego, by w nie inwestować. Robi to między innymi Mercedes i to już od roku 1994, gdy pokazał swój pierwszy prototyp zasilany wodorem. Powstałe w ramach tego projektu samochody osobowe, ciężarowe i autobusy pokonały już w sumie ponad piętnaście milionów kilometrów i były tankowane ponad 36 tys. razy. Niektóre z nich mają już przebiegi przekraczające 300 tys. km.

Nie jest to więc technologia niesprawdzona, ale nie jest jeszcze tania. Daimler ma jednak osiągnięcia i na tym polu. Niemiecki koncern wprowadził właśnie do produkcji nową generację swoich ogniw paliwowych, w których udało się ograniczyć wykorzystanie platyny aż o 90 proc. wobec napędu stosowanego wcześniej w eksperymentalnej wersji Mercedesa Klasy B. Nowe ogniwa zajmują także o 30 proc. mniej miejsca i ważą aż od 25 proc, mniej, a przy tym połączone z nimi silniki generują o 40 proc. większą moc maksymalną (200 KM, niezły jest też moment obrotowy: 350 Nm). Rozmiary ogniw udało się już zmniejszyć na tyle, że korzystają z konwencjonalnych punktów mocowania silników Mercedesa i zachowują się podobnie do nich podczas testów zderzeniowych.

Oznacza to, że ich instalacja w kolejnych modelach będzie teraz znacznie łatwiejsza. Na tyle, że już w najbliższym czasie do sprzedaży na wybranych rynkach zostanie wprowadzony prezentowany model: Klasa GLC F-Cell.

Wybraliśmy się do utworzonego w budynkach dawnej bazy wojskowej pod Stuttgartem komórki Mercedesa zajmującej się ogniwami wodorowymi, by zobaczyć, jak samochód ten jest produkowany i jak zachowuje się podczas realnego użytkowania na publicznych drogach.

W niepozornych budynkach z lat 90., wyglądających bardziej jak centrum badawcze CERN niż kolejna z okazałych fabryk Mercedesa, pracują naukowcy i garstka majstrów, którzy w specjalnych warunkach (nieskończona liczba zabezpieczeń przeciwko porażeniu prądem) montują podzespoły budowane przez samego Mercedesa, jak i jego partnerów – koncerny EDAG i ZF (z drugim z nich Mercedes stworzył napęd elektryczny wykorzystywany w jego modelach hybrydowych). Pomiędzy kolejnymi budynkami suną bezszelestnie zamaskowane i już całkiem oficjalnie prezentujące swoje wdzięki egzemplarze pierwszego seryjnie wytwarzanego owocu prac tych ludzi.

Wybór akurat modelu GLC na bazę samochodu napędzanego na wodór nie jest przypadkowy. Obok stosunkowo kompaktowych ogniw paliwowych trzeba w końcu zmieścić jeszcze sam wodór. GLC F-Cell mieści go 4,4 kg, upakowanego w dwóch wysokowytrzymałych cylindrycznych zbiornikach pod ciśnieniem 700 barów. Zajmują one miejsce w tunelu środkowym i pod tylną kanapą. Jakby tego było mało, konstruktorzy zaszaleli i zrobili z tego modelu pierwszy samochód wodorowy, który jest hybrydą typu plug-in. Dzięki zapożyczeniu ze znanego także z polskiego rynku, hybrydowego modelu GLC 350 e 4MATIC, litowo-jonowych akumulatorów o pojemności 13,8 kWh, F-Cellem można jeździć także wykorzystując wyłącznie energię elektryczną z gniazdka. Jedno naładowanie ma wystarczyć według cyklu badania zużycia energii NEDC na przejechanie 49 km.

Podobnie więc jak w przypadku wielu innych pionierskich modeli elektrycznych, hybrydowych czy jakichkolwiek innych wymagających wożenia ze sobą dużych akumulatorów i reszty oprzyrządowania, konstruktorzy wybrali SUV-a ze względu na jego większe zdolności transportowe. Nie bez znaczenia pozostaje jednak także duża popularność samochodów tego typu. Miłość do nich pozwoli klientom łatwiej zaakceptować także nieznane typy napędów, które będą im coraz częściej przemycane.

Ceny tej specjalnej wersji napędowej GLC jeszcze nie znamy, ale można się spodziewać, że wzorem podobnych awangardowych projektów tego typu, samochód będzie oferowany nie na sprzedaż, ale w użyczeniu z miesięczną ratą. Ta zapewne będzie zauważalnie wyższa niż w przypadku wersji z silnikiem spalinowym o podobnych osiągach – i to mimo, że Mercedes i tak będzie sporo dokładał do tego interesu – ale taka jest (dosłownie i w przenośni) cena postępu i upowszechnienia nowej technologii.

Dział designu Mercedesa postarał się, by GLC F-Cell wyróżniał się na tle pozostałych, zwyklejszych wersji napędowych choć trochę bardziej futurystycznym wyglądem, na który składają się nowe zderzaki i felgi oraz parę błękitnych wstawek (w końcu nic nie obrazuje związku napędu z wodą lepiej niż błękitne motywy). Jeśli w środku wersja ta wybija się czymś na tle zwykłego GLC, to niestety tylko na minus. Zmieszczenie dużych zbiorników z wodorem wymusiło podniesienie siedziska tylnej kanapy o cztery centymetry, a to odbiło się na ilości miejsca pasażerów na głowy. Podobnie jak w hybrydowym GLC, układ napędowy wypchnął tu też w górę podłogę bagażnika, którego pojemność została ograniczona tym sposobem do 395 l.

Zbiorniki z wodorem wystają także od spodu, co zauważalnie ograniczyło prześwit. Jako, że zajęły one miejsce normalnie wypełnione przez układ przeniesienia napędu, w wodorowym GLC możemy liczyć tylko na napęd tylnej osi. Mimo wyeliminowania ciągnącego się przez podłogę wału, taki układ okazuje się dotkliwie ciężki. GLC F-Cell waży jeszcze odrobinę więcej od wersji hybrydowej, pokazując na wadze całe 2055 kg.

Poza tym, podobieństwo do kabiny standardowego GLC wychodzi temu wynalazkowi na dobre. Przy wygodnych fotelach pokrytych skórzaną tapicerką, audio Burmestera podłączonym do zestawu multimedialnego COMAND i wstawkach z drewna ratowanie świata jest jakby znośniejsze. Pomimo większej wagi kompaktowy SUV Mercedesa także w tym wydaniu nie stracił wiele ze swojego komfortu jazdy, a i dynamika pozostała na akceptowalnym poziomie.

Na dokładny opis wrażeń zza kierownicy musimy poczekać do momentu, kiedy będziemy mogli wejść na fotel kierowcy (póki co mogliśmy tylko liczyć na 30-kilometrową przejażdżkę w warunkach miejskich i pagórkowatych obok prowadzącego wóz inżyniera Mercedesa). Niemniej nawet w takich warunkach można ocenić, że jazda wodorowym samochodem w wykonaniu Niemców będzie komfortowym doświadczeniem, bardzo zbliżonym do jazdy typowym pojazdem elektrycznym. Tu także są różne tryby jazdy (od zbierającego maksymalnie dużo energii po wykorzystującego pełnię możliwości napędu), a samo poruszanie się jest zupełnie bezszelestne (co nie jest wcale takie oczywiste, bo w Toyocie Mirai ciszę zakłócają różne szmery i wibracje wodorowej części układu).

Prezentowane nam efekty prac dobrze rokują, ale sukces tego modelu i samochodów napędzanych ogniwami wodorowymi w ogóle leży raczej poza kompetencjami Mercedesa. Do powodzenia tego rozwiązania potrzeba jeszcze decyzji ustawodawców i większej świadomości społecznej. Mercedes póki co robi jednak wszystko, by zwiększyć popularność wodoru, i to nie tylko w motoryzacji. Koncern chce wytwarzać swoje ogniwa także do innego użytku niż tylko w samochodach, jak na przykład do zasilania serwerowni (pierwszym klientem koncernu został amerykański gigant Hewlett Packard).

Daimler liczy, że prowadzony przez niego rozwój ogniw wodorowych przyniesie szerokie efekty na całym świecie. Według przedstawionych nam danych wodór w 2050 roku ma zaspokajać już 18 proc. globalnego zapotrzebowania na energię. Nawet więc jeśli w 2018 nadal jesteśmy w fazie skromnych początków, to projektom takim jak GLC F-Cell warto przyglądać się z uwagą ze względu na znaczenie, jakie wodór będzie miał dla nas w przyszłości.